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二次函数与图形面积
★1.已知抛物线y=-x2+bx+c的图象过点A(4,0)、B(1,3).
(1)求抛物线的表达式;
(2)求出抛物线的对称轴和顶点坐标;
(3)抛物线的对称轴为直线l,设抛物线上的点P(m,n)在第四象限,点P关于直线l的对称点为E,点E关于x轴的对称点为F,若以O、A、P、F四点组成的四边形的面积为20,求m、n的值.
解:(1)将点A(4,0)、B(1,3)代入抛物线y=-x2+bx+c得,解得,
∴抛物线的表达式为y=-x2+4x;
(2)对称轴为直线x=-=-=2,顶点坐标为(2,4);
(3)抛物线的对称轴为直线x=2,设抛物线上的点P(m,n)在第四象限,则点P关于直线l的对称点为E(4-m,n),
点E关于x轴的对称点为F(4-m,-n),
若以O、A、P、F四点组成的四边形的面积为20,
则S四边形OPAF=S△AOF+S△AOP=×4×(-n)+×4×(-n)=-4n=20,
得n=-5,将(m,-5)代入y=-x2+4x,解得m=5或m=-1.
∵点P(m,n)在第四象限,
∴m=5,n=-5.
★2.如图,抛物线y=ax2+bx+c经过原点O、B(1,3)、C(2,2),与x轴交于另一点N.
(1)求抛物线的表达式;
(2)连接BC,若点A为BC所在直线与y轴的交点,在抛物线上是否存在点P,使得S△OAP=S△ONP,若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
第2题图
解:(1)将0(0,0)、B(1,3)、C(2,2)三点的坐标分别代入抛物线
y=ax2+bx+c,可得,解得,
∴所求抛物线的表达式为y=-2x2+5x;
(2)存在,
设BC所在直线的表达式为y=kx+b,将点B、C的坐标代入可得,解得,
则y=-x+4.
把x=0代入y=-x+4得y=4,
∴点A(0,4),
把y=0代入y=-2x2+5x得x=0或x=,
∴点N(,0),
设点P的坐标为(x,y),
S△OAP=OA·x=2x,S△ONP=ON·y=×·(-2x2+5x)=(-2x2+5x),
由S△OAP=S△ONP,即2x=·(-2x2+5x)解得x=0(舍去)或x=1,
当x=1时,y=3,
∴存在点P,其坐标为(1,3).
★3.已知,m、n是方程x2-6x+5=0的两个实数根,且m<n,抛物线y=-x2+bx+c经过点A(m,0),B(0,n).
(1)求抛物线的表达式;
(2)设(1)中抛物线与x轴的另一交点为C,抛物线的顶点为D,试求出点C、D的坐标和△BCD的面积;
(3)点P是线段OC上的一点,过点P作PH⊥x轴,与抛物线交于点H,若直线BC把△PCH分成面积之比为2∶ 3的两部分,请求出P点的坐标.
第3题图
解:(1)解方程x2-6x+5=0,
得x1=5,x2=1,
由m<n,得m=1,n=5.
∴点A、B的坐标分别为A(1,0),B(0,5).
将A(1,0),B(0,5)的坐标分别代入y=-x2+bx+c,
得,解得,
∴抛物线的表达式为y=-x2-4x+5;
(2)令y=-x2-4x+5=0,
解得x1=-5, x2=1,
∴C点的坐标为(-5,0).
由顶点坐标公式计算,得点D(-2,9).
如解图①,过D作x轴的垂线交x轴于点M.
则S△DMC=×9×(5-2)=,S四边形MDBO=×2×(9+5)=14,
S△BOC=×5×5=,
∴S△BCD=S四边形MDBO+S△DMC-S△BOC=14+-=15;
第3题解图① 第3题解图②
(3)如解图②,设P点的坐标为(a,0),
∵直线BC过B、C两点,
∴BC所在直线的解析式为y=x+5.
那么,PH与直线BC的交点坐标为E(a,a+5),
PH与抛物线y=-x2-4x+5的交点H的坐标为(a,-a2-4a+5).
由题意,得①EH=EP,
即(-a2-4a+5)-(a+5)=(a+5),
解得a=-或a=-5(舍去);
②EH=EP,
即(-a2-4a+5)-(a+5)=(a+5).
解得a=-或a=-5(舍去).
∴P点的坐标为(-,0)或(-,0).
★4.在平面直角坐标系xOy中,已知点A(4,0)、B(2,-),其中点M是OA的中点.
(1)求过A、B、O三点的抛物线L的表达式;
(2)将抛物线L在x轴下方的部分沿x轴向上翻折,得到一段新的抛物线L′,其中点B′与点B关于x轴对称,在抛物线L所在x轴上方部分取一点C,连接CM,CM与翻折后的抛物线L′交于点D.当S△CDA=2S△MDA时,求点C的坐标.
第4题图
解:(1)由于抛物线L经过点A(4,0)、B(2,-)、O(0,0),设抛物线L的表达式为y=ax2+bx.
将点A(4,0)、B(2,-)代入抛物线中有:
,解得,
∴抛物线L的表达式为y=x2-x;
(2)∵抛物线L′是由抛物线L沿x轴向上翻折得到,
∴抛物线L′的表达式为y=-x2+x(0≤x≤4),
如解图,过点C、D分别作x轴的垂线,垂足分别为点E、F,故DE∥CF.连接AD、AC,
∴==,
设△ACM边CM上的高为h,
∵S△CDA=2S△MDA,
∴CD·h=2×MD·h
∴CD=2MD,故CM=3MD.
∴CF=3DE,MF=3ME.
设点C的坐标为(t,t2-t), 第4题解图
则MF=t-2,ME=MF=(t-2),OE=ME+OM=t+,
∴点D的纵坐标为:yD=-(t+)2+(t+),
又∵CF=3DE,
∴t2-t=3[-(t+)2+(t+)],
整理得t2-4t-8=0,
解得t1=2+2,t2=2-2,
将t1、t2代入抛物线L的解析式中,解得y=,
∴满足条件的点C的坐标为(2+2,)或(2-2,).
★5.如图,等腰Rt△AOC在平面直角坐标系中,已知AO=6,点B(-3,0).
(1)求过点A、B、C的抛物线的表达式;
(2)已知点P(,0),过点P作AB的平行线交AC于点E,连接AP,求△APE的面积;
(3)在第一象限内,该抛物线上是否存在点G,使△AGC的面积与(2)中△APE的面积相等?若存在,请求出点G的坐标;若不存在,请说明理由.
第5题图
解:(1)设抛物线的表达式为y=ax2+bx+c(a≠0),
由题意得,抛物线的图象经过点A(0,6),B(-3,0),C(6,0),
∴,解得,
故此抛物线的表达式为y =-x2+x+6;
第5题解图①
(2)如解图①,∵点P的坐标为(,0),
则PC=,S△ABC=BC·AO =×9×6=27,
∵PE∥AB,
∴△CEP∽△CAB.
∴=()2,
∴S△CEP=,
∵S△APC=PC·AO =,
∴S△APE= S△APC-S△CEP =;
(3)存在.
如解图②,在第一象限内的抛物线上任取一点G,过点G作GH⊥BC于点H,连接AG、GC,设点G的坐标为(a,b),
第5题解图②
∵S四边形AOHG=a(b+6),
S△CHG=(6-a)b.
∴S四边形AOCG=a(b+6)+(6-a)b=3(a+b).
∵S△AGC= S四边形AOCG-S△AOC,
∴=3(a+b)-18.
∵点G(a,b)在抛物线y=-x2+x+6的图象上,
∴b=-a2+a+6.
∴=3(a-a2+a+6)-18,
化简得4a2-24a+27=0.
解得a1=,a2=.
故点G的坐标为(,)或(,).
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